乐高科技系列零件——直线执行器（Linear Actuator）介绍及测评

Olivia · 发表于 2011-9-13 23:19:51

几年以前，乐高在科技系列中推出了一个新的零件——直线执行器。今年乐高科技系列又在8069挖掘装载机中推出了新的、小型直线执行器。

直线执行器的工作方式是将旋转运动转换成直线运动。在乐高推出直线执行器之前，通常使用几种不同的方法来获得直线运动方式。以下就是一种：

将一个涡轮（1）、一个8齿齿轮（2）和齿条（3）组装在一起，你就可以搭建出自己的“直线执行器”，使用一个小齿轮推动齿条前后运动。
乐高科技系列的直线执行器的工作原理与此相似，在我们的搭建系统和模型中，尤其是使用Power Function马达时，更适合使用直线执行器，如用在大型起重臂上。在8258起重车和8053移动挖掘机上都使用了直线执行器。在这两个模型中也使用了其他方式的线性运动方式，你注意到了吗？

因为执行执行器力量很大，因此我们在其中加上了离合机构，也就是保护机构，当力量达到一定限值时，离合机构会切断力量的传递。当直线执行器在最长和最短的位置时，离合器会起作用，你可以听到“咔哒”声。

现在我们看一下大的直线执行器的内部结构：

可以插入轴的橙色部分（1）做旋转运动。在内部橙色部分所连接的就是离合器总成（2）。离合器带动白色的螺纹管（3），推动带螺纹的金属活塞进进出出。

因为小的直线执行器只有一个单位的宽度，它的工作原理稍有不同：

橙色部分（1）是输入轴，在执行器的内部与螺纹管（2）相连接，在端部有内置离合器功能（3）。螺纹管（2）同时也是直线执行器的活塞。

最后，分析一下直线执行器和气缸的优缺点：

直线执行器：所有的执行器都有自锁功能，这就是说，你不能用手来推动活塞。这样，甚至在举起很重的负载时，你也可以非常精确地控制活塞的位置。而使用气缸来实现这一点是非常困难的。

气缸：你不需要使用轴和齿轮来搭建一个非常长的驱动系统，只需要用两根气管把阀门和气缸联接起来。

因此，你可以根据结构的精确度和力量的需要，来选择使用这两种部件。

以下是玩家Smithy 对这两个直线执行器力量的测评视频。

大型的直线执行器（LA）大概可以输出3.6公斤的力量。

小型的直线执行器（mLA）大概可以输出900克的力量。

etspy · 发表于 2011-9-14 01:26:57

本帖最后由 etspy 于 2011-9-14 01:33 编辑

很详细的原理介绍啊,学习了,谢谢,个人感觉如果运用在机器人的位移控制中,精确度应该比单纯用齿轮高, 不过这取决于内螺纹杆的齿宽,看图应该比标准的乐高齿轮齿宽小多了

Eayon · 发表于 2011-9-14 08:37:21

内部结构一目了然，非常好的帖子！

52东方不帅 · 发表于 2011-9-14 18:36:20

涡轮和齿条难道不能直接带动吗

晓舟 · 发表于 2011-9-14 18:37:05

很好的帖子!一直都很好奇伸缩杆的工作原理,现在终于了解了~~

whl · 发表于 2011-9-15 12:33:05

感谢分享理论与测试数据。

vonerrevo · 发表于 2011-11-8 14:59:24

教学贴，谢谢楼主讲解

ed8841 · 发表于 2011-11-9 12:26:44

学习了，谢谢

captyi · 发表于 2011-11-24 15:40:16

呵呵，很好的技术教学，谢谢

scoliosis · 发表于 2011-11-25 08:37:24

这么热心详细的介绍，多谢

dzz2007 · 发表于 2011-12-23 14:50:39

感谢分享理论与测试数据

爱因斯坦 · 发表于 2011-12-23 19:57:32

好贴大家都说好,同感!

小黑e71 · 发表于 2012-1-7 08:35:57

很好，又学习了一个知识啊！

我是谁？ · 发表于 2012-8-2 20:23:49

“8258起重车和8053移动挖掘机上都使用了直线执行器。”

8053不是汽车吊吗？移动挖掘机应该是8043

东方烈 · 发表于 2013-10-15 14:38:52

这个好，位置精确

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